本发明涉及低功率广域网络(low-powerwide-areanetwork，lpwan)终端设备领域，尤其涉及一种能耗管理方法及装置、电子设备及存储介质。
背景技术：
目前lpwan领域的终端传感器设备，有外接电源和电池供电两种方案。对于电池供电设备，现有技术中设备往往长期处于开启状态，以监控设备是否正常运行。如此，终端传感器就会频繁采集数据，在没有数据采集上报需求的时候，则会造成多余的电量损耗。而对于设备的能耗管控，一般通过加大电池容量，这种方式能直接增加终端的使用周期，但是需要明显增加终端设备的体积以及终端成本。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例提供一种能耗管理方法及装置、电子设备及存储介质。
本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种能耗管理方法，应用于低功率广域网lpwan终端设备中，包括：
检测用于指示采集数据的控制指令；
若检测到控制指令，唤醒通信模组及传感器模组；
通过被唤醒的传感器模组进行数据采集；
通过被唤醒的通信模组上报采集到的数据；
若数据上报完成，关闭通信模组及传感器模组。
进一步地，所述方法还包括：若未检测到控制指令，保持传感器模组的关闭。
进一步地，所述方法还包括：每隔预设时间段，通过被唤醒的通信模组上报终端设备的当前状态。
进一步地，通过被唤醒的通信模组上报终端设备的当前状态，包括：
在通信模组被唤醒后，且在上报数据之前通过被唤醒的通信模组上报终端设备的当前状态。
进一步地，每隔预设时间段，通过被唤醒的通信模组上报终端设备的当前状态，包括：
每隔预设时间段，通过被唤醒的通信模组发送终端设备的心跳信号，上报终端设备的当前状态。
第二方面，本发明实施例提供一种能耗管理装置，应用于低功率广域网lpwan终端设备中，包括：
检测单元，用于检测用于指示采集数据的控制指令；
唤醒单元，用于若检测到控制指令，唤醒通信模组及传感器模组；
采集单元，用于通过被唤醒的传感器模组进行数据采集；
上报单元，用于通过被唤醒的通信模组上报采集到的数据；
关闭单元，用于若数据上报完成，关闭通信模组及传感器模组。
进一步地，所述装置还包括：
保持单元，用于若未检测到控制指令，保持传感器模组的关闭。
进一步地，所述上报单元，还用于：
每隔预设时间段，通过被唤醒的通信模组上报终端设备的当前状态。
进一步地，所述上报单元，具体用于：
在通信模组被唤醒后，且在上报数据之前通过被唤醒的通信模组上报终端设备的当前状态。
进一步地，所述上报单元，具体用于：
每隔预设时间段，通过被唤醒的通信模组发送终端设备的心跳信号，上报终端设备的当前状态。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器；
处理器运行所述计算机程序时，执行前述一个或多个技术方案所述方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令；计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现前述一个或多个技术方案所述方法。
本发明实施例提供的技术方案，若检测到采集数据的控制指令，才唤醒通信模组及传感器模组；通过被唤醒的所述传感器模组进行数据采集；通过被唤醒的所述通信模组上报采集到的数据；若数据上报完成，关闭所述通信模组及所述传感器模组。如此，通过对控制指令的检测，确定进行数据采集和上报的需求，进而在检测到控制指令时才唤醒传感器模组和通信模组，可以使所述通信模组及所述传感器模组只在有需要的时候工作，减少不必要的数据采集和上报。在此基础上，当完成数据采集和上报后，关闭传感器模组和通信模组，更好地节省设备的能耗，延长终端设备的使用周期。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种能耗管理方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种能耗管理方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种能耗管理方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种能耗管理方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的一种能耗管理方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种能耗管理装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种lpwan终端监测网络的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种能耗管理电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本发明的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。
如图1所示，本发明实施例提供一种能耗管理方法，应用于低功率广域网lpwan终端设备中，所述方法包括：
s110：检测用于指示采集数据的控制指令；
s120：若检测到所述控制指令，唤醒通信模组及传感器模组；
s130：通过被唤醒的所述传感器模组进行数据采集；
s140：通过被唤醒的所述通信模组上报采集到的数据；
s150：若数据上报完成，关闭所述通信模组及所述传感器模组。
这里，lpwan终端设备为基于lpwan技术的设备，可以是用于具备数据采集功能的传感器设备等，例如用于采集水量、水位的水文监测设备，或者用于采集人体体征数据的健康监测设备等。终端设备可以通过控制模组来执行所述能耗管理方法，控制模组用于控制终端设备中的功能执行，可以为微控制单元mcu等，与传感器模组和通信模组等连接。通信模组为用来执行数据传输、信息交互等的通信功能，例如可以为射频(radiofrequency，rf)模组。优选的，控制模组的电源模组给控制模组上电后，控制模组通过输入/输出(input/output，i/o)接口与传感器模组和通信模组的电源模组连接，以实现传感器模组和通信模组的唤醒和关闭。
在本发明实施例中，终端设备可以基于lpwan无线技术，与云平台进行通信，用户通过云平台下发指令。终端设备若检测到指示采集数据的控制指令，才对通信模组和传感器模组进行唤醒，以执行用户下发的控制指令。传感器模组被唤醒后根据控制指令采集需要的数据，并由通信模组上报所采集到的数据。可选的，所要采集的数据类型可以预先存储在控制模组中，每次数据采集均采集已存储类型的数据；也可以由控制指令携带所要采集的数据类型，控制模组接收后指示传感器模组依据控制指令中的数据类型进行采集。通信模组将采集到的数据上报，可以由云平台转发给用户。在上报完成后，控制模组关闭传感器模组和通信模组，例如，可以对传感器模组和通信模组的电源模组断电。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种应用于低功率广域网lpwan终端设备供电的供电电路。所述供电电路包括：第一开关管，所述第一开关管的第一端与电路电源连接，所述第一开关管的第二端，用于与电源模组连接；第二开关管，所述第二开关管的输入端与所述第一开关管的控制端连接，所述第二开关管的控制端，用于与所述电源模组连接，所述第二开关管的输出端接地；磁控开关，所述磁控开关的第一端，与所述第一开关管的控制端和所述第二开关管的输入端连接，所述磁控开关的第二端，与所述第二开关管的控制端和所述电源模组连接；所述磁控开关，在磁场作用下能够在导通状态和断开状态下切换；所述磁控开关处于断开状态，所述第一开关管与所述第二开关管均处于截止状态，所述供电电路处于断开状态；所述磁控开关处于导通状态，所述第二开关管导通及所述第一开关管导通，所述供电电路处于导通状态。
进一步地，所述供电电路还包括：第一分压电路，所述第一分压电路的第一端与所述电路电源连接，所述第一分压电路的第二端与所述磁控开关的第一端连接；用于当所述磁控开关切换至导通状态时，通过对电路电源的输出电压的分压向所述第二开关管提供导通信号。
进一步地，所述第一分压电路，包括至少一个分压电阻或多个串联的分压电阻。
进一步地，所述供电电路还包括：分压电容，所述分压电容的第一端与所述第一分压电路的第二端通过所述磁控开关连接，所述分压电容的第二端与所述第二开关管的控制端连接；用于通过与所述第一分压电路共同对所述电路电源的输出电压进行分压，向所述第二开关管提供导通信号。
进一步地，所述供电电路还包括：第二分压电路，所述第二分压电路与所述第一开关管的第二端和所述第二开关管连接，用于在所述供电电路导通后，向所述第二开关管提供维持所述第二开关管导通的电压。
进一步地，所述第二分压电路，至少包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第一开关管的第二端和所述电源模组连接，所述第一电阻的第二端与所述第二开关管的控制端连接；第二电阻，与所述第一电阻串联连接，所述第二电阻的第一端与所述第二开关管的控制端连接，所述第二电阻的第二端与所述第二开关管的输出端和地连接。
控制模组的电源模组与供电电路相连，供电电路由磁控开关控制，供电电路与电路电源vcc连接，例如设备电池等，通过分压电阻r1、r2、r3、r4、第一电阻r5、第二电阻r6和分压电容c1对电路电源的输出电压进行分压，维持第一开关管和第二开关管导通，进而使供电电路处于导通状态。在供电电路的磁控开关被触发，供电电路导通后，控制模组的电源模组上电，控制模组开启。控制模组开启后检测控制指令，进而实现对传感器模组和通信模组的控制。
如此，通过磁控开关控制供电电路的通断电，可以在终端设备机体要求较高，无法拆机进行电源接通的情况下，保证用户在准备安装部署设备时通过磁铁在设备外即可控制供电电路通断电，进而实现对控制模组以及整个设备的通断电。可以有效减少提前上电导致运输过程中产生的不必要的电量损耗，从而实现对lpwan终端设备整个生命周期的全面电量管控。
在另一个实施例中，控制模组的电源模组也可以由其他供电电路或供电装置进行供电，例如直接连接设备的电源等。
值得注意的是，后续低功率广域网lpwan终端设备也可以由图2以外的其他供电电路进行供电。
所述低功率广域网lpwan终端设备在供电电路导通供电之后，执行本公开任意实施例提供的能耗管理方法。
在一个实施例中，传感器模组采集到数据之后，可以存储在控制模组中，在本次数据采集周期结束后，通信模组将本次采集到的所有数据上报，上报完成后控制模组关闭传感器模组和通信模组。
在另一个实施例中，传感器模组每采集一次数据，都通过通信模组将数据上报，直至本次数据采集周期结束。一个采集周期内传感器可以采集一次或多次数据。
在本发明实施例中，基于是否接收到控制指令，通过对传感器模组和通信模组上电的控制，实现控制模组与传感器模组和通信模组的分时上电，减少通信模组与传感器模组在不需要采集数据时长期处于开启状态带来的电量损耗，亦可以减少传感器模组在没有采集数据的需求时频繁对数据进行采集。
例如，对于对设备机体振动状态或环境状态进行监测的终端设备，在运输过程中会因震动而持续采集数据，导致采集和上报了大量不必要的无效数据。如此，既可减少通信模组和传感器模组不必要的开启时间和数据采集，更好地实现对lpwan终端设备的能耗管控，延长设备生命周期。亦可提高数据采集的有效率，大大提高终端设备的利用程度。
在一些实施例中，如图3所示，所述方法还包括：
s160：若未检测到所述控制指令，保持所述传感器模组的关闭。
在本发明实施例中，如果没有接收到控制指令，则不对传感器模组和通信模组进行唤醒，保持传感器模组和通信模组的关闭状态，以实现最大化的能耗管控效果，减少多余的数据采集和上报次数。
在一个实施例中，所述方法还包括：
若检测到当前通信模组处于开启状态，且预设时长内未执行任何通信功能，则关闭通信模组，和/或，若检测到当前传感器模组处于开启状态，且未处于数据采集过程，则关闭传感器模组。
这里，预设时长的取值范围可以为1s～5s，例如：当预设时长为5s时，控制模组检测到通信模组当前处于开启状态，且距离上次执行通信功能的时长已达到5s，则关闭通信模组，减少多余的电量损耗。
在一些实施例中，如图4所示，所述方法还包括：
s170：每隔预设时间段，通过被唤醒的所述通信模组上报所述终端设备的当前状态。
在本发明实施例中，通信模组被唤醒后按预设时间段，上报终端设备当前的状态。可选的，当达到上报终端设备当前状态的预设时间时，通信模组处于关闭状态，则唤醒通信模组，以上报设备当前状态。当前状态可以表征设备当前通信、数据采集等功能正常。
预设时间段的取值范围可以为60s～120s，也可以根据预设时长的取值来确定。例如：当预设时长为5s时，预设时间段可以为120s，则通信模组每隔120s上报一次终端设备的当前状态。
在一个实施例中，控制模组每隔预设时间段根据终端设备的当前状态，生成状态信息，并通过通信模组将状态信息上报。
在另一个实施例中，在控制模组上电后，经过第一预设时长t1，控制模组唤醒通信模组，上报终端设备的状态信息。状态信息上报结束后，控制模组维持通信模组开启第二预设时长t2，在t2时间段内，终端设备通过通信模组接收控制指令。若t2时间段内没有接收到控制指令，关闭通信模组。如此，可以抑制通信模组上报设备状态结束后立即关闭通信模组，导致短时间内不必要地反复唤醒关闭通信模组，进而引起模组的损耗。
如此，在基于控制指令对通信模组和传感器模组的唤醒和关闭进行控制，降低电量损耗的基础上，定时上报设备的状态信息，保证云平台及用户在设备处于休眠状态时，也可以得知设备的状态是否正常，以实现对终端设备的状态监控，以及控制指令的正常下发。
在一些实施例中，如图5所示，所述s170包括：
s171：在所述通信模组被唤醒后，且在上报数据之前通过被唤醒的所述通信模组上报所述终端设备的当前状态。
在本发明实施例中，在检测到控制指令并唤醒通信模组后，通信模组在上报数据前进行设备当前状态的上报，抑制状态上报对数据上报过程的干扰。
在一个实施例中，控制模组未检测到控制指令，且距离上次上报设备状态已经间隔预设时间段，则唤醒通信模组上报终端设备当前状态，以实现对终端设备状态信息的监控。
如此，既可以监测终端设备的状态，及时对异常做出处理，又可以降低状态上报过程对数据上报过程的影响，使通信模组可以清晰地分别执行不同的上报过程，提高状态和数据上报的准确率。
在一些实施例中，如图6所示，所述s170，包括：
s172：每隔预设时间段，通过被唤醒的所述通信模组发送所述终端设备的心跳信号，上报所述终端设备的当前状态。
在本发明实施例中，通信模组可以通过发送终端设备的心跳信号，实现对终端设备当前状态的上报。心跳信号是用于表征终端设备的当前状态的信号，例如可以为心跳包或者心跳帧等。按一定时长间隔发送的心跳信号，可以表示终端设备与云平台处于稳定的长连接状态。云平台每隔预设时间段接收到终端设备上报的心跳信号，即确定终端设备与云平台处于长连接状态，终端设备可以接收到控制指令。
如此，基于每隔一定时间的心跳信号的上报，可以在终端设备并不处于工作状态时，使云平台和用户也能确定终端设备可以正常接收控制指令。在对终端设备进行能耗管理的优化基础上，保证对终端设备状态的监控，提高对设备控制的效率和稳定性。
如图7所示，本发明实施例提供一种能耗管理装置，应用于低功率广域网lpwan终端设备中，所述装置包括：
检测单元110，用于检测用于指示采集数据的控制指令；
唤醒单元120，用于若检测到所述控制指令，唤醒通信模组及传感器模组；
采集单元130，用于通过被唤醒的所述传感器模组进行数据采集；
上报单元140，用于通过被唤醒的所述通信模组上报采集到的数据；
关闭单元150，用于若数据上报完成，关闭所述通信模组及所述传感器模组。
在一些实施例中，所述装置还包括：
保持单元160，用于若未检测到所述控制指令，保持所述传感器模组的关闭。
在一些实施例中，所述上报单元140，还用于：
每隔预设时间段，通过被唤醒的所述通信模组上报所述终端设备的当前状态。
在一些实施例中，所述上报单元140，具体用于：
在所述通信模组被唤醒后，且在上报数据之前通过被唤醒的所述通信模组上报所述终端设备的当前状态。
在一些实施例中，所述上报单元140，具体用于：
每隔预设时间段，通过被唤醒的所述通信模组发送所述终端设备的心跳信号，上报所述终端设备的当前状态。
以下结合上述任一实施例提供一个具体示例：
如图8所示，1为通用终端状态监测云平台，用户使用监测平台控制终端设备；2为通信过程中的基站或者网关，可对设备端的通信协议进行转换，例如远距离无线通信(longrangeradio，lora)、窄带物联网通信(narrowbandinternetofthings,nb)、sigfox通信协议等，将数据上传公网或者私有网络；3为市面上各种使用的电池的lpwan终端。
lpwan终端3，将使用场景处的状态报警等信息，通过网关或者基站，传输给网络云平台1，可以供监控者进行设备监控。监控者想改动设备状态，可以通过云平台1下发控制指令，通过基站/网关2，将数据下发给各种终端3。
如图9所示，电路的电源电压为vcc(voltcurrentcondenser，vcc)，gnd(ground)为接地端，vcc_1为传感器模组u6的电源芯片u3为u6提供的电压，vcc_2为通信模组即射频(radiofrequency，rf)模组u5的电源芯片u4为u5提供的电压。设备的微控制单元mcu通过电源芯片u1上电后，此时终端传感器模组u6和rf模组u5的电源芯片，需要分别通过mcu的i/o_2和i/o_1接口进行控制上电。此时，终端传感器模组u6和rf模组u5不工作，整个设备处于“休眠”状态。
mcu内部设置一个心跳计时器，到了设定的时间t1，mcu打开rf模组u5的电源芯片u4，通过图1中基站/网关，给云平台1上报心跳包。上报心跳包后，终端mcu会维持rf模组u5开启一段时间t2，这段时间内，平台监测者可以通过云平台向设备下发控制指令。在t2时间段，终端设备一直没有收到平台发送的“使能”指令，设备会一直工作在“休眠”模式，只定时上报心跳包，不通过传感器采集数据。
在t2时间段内，设备收到云平台下发的“使能”指令，设备会进入“使能”模式。mcu内部设有一个t3的定时器，u3为传感器模组u6的电源芯片。在t3周期，mcu会开启电源芯片u3、u4，让终端传感器模组u6和rf模组u5开始工作，进行数据采集和数据上报，发完数据后，mcu将u3、u4关闭。
本发明实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，处理器运行所述计算机程序时，执行前述一个或多个技术方案所述方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现前述一个或多个技术方案所述方法。
本实施例提供的计算机存储介质可为非瞬间存储介质。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它行驶的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的行驶实现，也可以采用硬件加软件功能单元的行驶实现。
在一些情况下，上述任一两个技术特征不冲突的情况下，可以组合成新的方法技术方案。
在一些情况下，上述任一两个技术特征不冲突的情况下，可以组合成新的设备技术方案。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
1.一种能耗管理方法，应用于低功率广域网lpwan终端设备中，其特征在于，所述方法包括：
检测用于指示采集数据的控制指令；
若检测到所述控制指令，唤醒通信模组及传感器模组；
通过被唤醒的所述传感器模组进行数据采集；
通过被唤醒的所述通信模组上报采集到的数据；
若数据上报完成，关闭所述通信模组及所述传感器模组。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若未检测到所述控制指令，保持所述传感器模组的关闭。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
每隔预设时间段，通过被唤醒的所述通信模组上报所述终端设备的当前状态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过被唤醒的所述通信模组上报所述终端设备的当前状态，包括：
在所述通信模组被唤醒后，且在上报数据之前通过被唤醒的所述通信模组上报所述终端设备的当前状态。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述每隔预设时间段，通过被唤醒的所述通信模组上报所述终端设备的当前状态，包括：
每隔预设时间段，通过被唤醒的所述通信模组发送所述终端设备的心跳信号，上报所述终端设备的当前状态。
6.一种能耗管理装置，应用于低功率广域网lpwan终端设备中，其特征在于，所述装置包括：
检测单元，用于检测用于指示采集数据的控制指令；
唤醒单元，用于若检测到所述控制指令，唤醒通信模组及传感器模组；
采集单元，用于通过被唤醒的所述传感器模组进行数据采集；
上报单元，用于通过被唤醒的所述通信模组上报采集到的数据；
关闭单元，用于若数据上报完成，关闭所述通信模组及所述传感器模组。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
保持单元，用于若未检测到所述控制指令，保持所述传感器模组的关闭。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述上报单元，还用于：
每隔预设时间段，通过被唤醒的所述通信模组上报所述终端设备的当前状态。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述上报单元，具体用于：
在所述通信模组被唤醒后，且在上报数据之前通过被唤醒的所述通信模组上报所述终端设备的当前状态。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述上报单元，具体用于：
每隔预设时间段，通过被唤醒的所述通信模组发送所述终端设备的心跳信号，上报所述终端设备的当前状态。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器；其中，
所述处理器运行所述计算机程序时，执行权利要求1至5任一项所述能耗管理方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令；所述计算机可执行指令被处理器执行后，能够实现如权利要求1至5任一项所述能耗管理方法。
技术总结